主流的机器人导航方法解读

在餐厅、酒店、商场等服务场所，我们已能看到一些自主行走的服务机器人，他们能做到自主路径规划、自动避开障碍物等功能，这主要得益于机器人定位导航技术的进步。

在实现机器人导航方法中，目前主要有激光SLAM和视觉SLAM之分，其中激光SLAM适用范围更广，在理论、技术和产品落地上都更为成熟，而视觉SLAM目前仍处于研发和应用拓展及产品逐渐落地阶段。

激光SLAM

在激光SLAM中目前主要采用2D或3D激光雷达，但应用于机器人上主要以2D激光雷达为主，2D激光雷达也叫单线激光雷达，它相当于机器人的“眼睛”，可实时采集周围物体的环境信息，对采集到的物体信息呈现出一系列分散的、具有准确角度和距离的点云数据，通过激光SLAM系统对不同时刻的两片点云数据进行匹配与比对，计算激光雷达相对运动的距离和姿态的改变，也就完成了对机器人本身的定位。

激光雷达的出现使得测量更精准，误差模型更简单，在室内环境中运行稳定，当然，除了室内，针对室外（即使是强光直射）环境也同样有运行稳定的激光雷达。另外，由于点云信息本身包含直接的几何关系，使得机器人的路径规划和导航变的更为直观。

视觉SLAM

视觉SLAM方案目前主要有两种实现路径，一种是基于RGBD的深度摄像机，比如Kinect，还有一种就是基于单目、双目或者鱼眼摄像头。

基于深度摄像机的视觉SLAM，跟激光SLAM类似，也是通过收集到的点云数据，来计算障碍物的距离。

而基于单目、鱼眼相机的视觉SLAM方案，主要是利用多帧图像来估计自身的位姿变化，再通过累计位姿变化来计算距离物体的距离，并进行定位与地图构建。

总的来说，相比视觉SLAM，激光SLAM技术更为成熟，适用范围也更广阔。目前，基于激光SLAM技术的机器人已广泛应用于各类服务机器人中。

随着SLAM技术重要性的凸显以及应用市场的扩大 ，如今，已有越来越多的企业投入到SLAM技术的研发中，其中就包括了思岚科技这样的企业，思岚科技是我国最早将激光SLAM技术应用于服务机器人的企业，目前，在机器人定位导航领域已走在了行业的前列。为了帮助机器人实现自主导航功能，思岚科技在2014年时就面向全球发售了第一代激光雷达RPLIDAR A1，成为国内外首款批量销售的低成本激光雷达，推出不久就已累计上千家的使用用户。

2015年思岚科技又推出定位导航模块SLAMWARE。据思岚科技CEO陈士凯的介绍，机器人想要在完全陌生的环境中实现自主行走，就必须像人一样拥有“眼睛”和“小脑”，实现自主定位、导航及避障的能力，而激光雷达充当了机器人的“眼睛”，但光有眼睛是不够的，带着实现机器人自主行走的使命，思岚科技推出了SLAMWARE，该产品集成了基于激光雷达的同步定位与建图及配套的路径规划功能，相当于机器人的“小脑”。据了解，在 2015－2016年就已经有客户陆续使用SLAMWARE自主定位导航解决方案，到目前，新松机器人、优必选等公司都已成为思岚科技的合作伙伴。

除了SLAMWARE的面世，在2015年，思岚科技还提出并确立通用型服务机器人开发平台概念，并发布通用型服务机器人开发平台ZEUS，ZEUS是可扩展的通用机器人整机平台，依靠内置的高性能SLAMWARE自主导航定位系统，可搭载不同应用，并在任何商用环境中开展工作，无需外部环境调整及编程设置。

在2016－2017年时，思岚科技又发布了第二及第三代低成本激光雷达RPLIDAR A2、A3，在测量性能和实用性上都实现了本质的突破，刷新了三角测距雷达难以突破20米的局限。

截止2019年，思岚科技又推出了一款全新TOF激光雷达RPLIDAR S1，兼备更远测距、更小体积及抗强光等特性，使机器人定位建图达到一个新高度。

除此之外，基于SLAM技术的定位导航系统也升级至第三代，在处理速度、性能、效率等方面都有了质的提升。相比传统SLAM，此次升级版的SLAM 3．0系统采用图优化方式进行构图，能实现百万平米级别的地图构建能力，同时拥有主动式回环闭合纠正能力，能很好消除长时间运行导致的里程累计误差，成为目前行业中最受欢迎的定位导航方式。

如今，基于思岚科技的机器人导航方法已应用于各大服务机器人中，他们能做到自主定位、自动建图、路径规划与自动避障，帮助移动机器人解决了自主行走难题。